【導讀】虛擬現(xiàn)實技術(shù)在很多領域都被廣泛應用,例如軍事國防、房地產(chǎn)開發(fā)、工業(yè)仿真、娛樂活動等等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領域可以以虛擬景觀仿真演示系統(tǒng)與虛擬界面上。三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是為了給用戶提供逼真的實驗環(huán)境,滿足各種仿真需求。
在軍事國防工業(yè)上,虛擬現(xiàn)實技術(shù)以三維視景仿真演示系統(tǒng)與虛擬界面為主要實現(xiàn)手段,目的是為相關仿真及試驗過程提供三維視景顯示、虛擬儀表仿真、手柄操作等模擬控制、動態(tài)參數(shù)顯示及態(tài)勢顯示,用于監(jiān)控整個試驗過程,并為用戶提供真實清晰的可視范圍,以及逼真的地形、地貌和紋理。
解決方案
三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)采用硬件與軟件組合實現(xiàn),主要硬件部分組成如下圖所示:
圖1
2、立體影像分離器把一路信號轉(zhuǎn)換成左、右眼信號,分別輸出給兩臺投影機,實現(xiàn)將一個視點信號自動調(diào)整為左右兩個視點信號
3、投影機一般采用DLP投影機加偏振鏡頭,或者采用具有立體投影特性的LCD投影機
4、投影機將圖像映射到高增益的金屬硬幕上,金屬幕能保持對光線的偏振性。當佩戴偏振眼鏡觀看時,通過偏光眼鏡,用戶的左右眼都只能看見各自的圖像,進而產(chǎn)生立體的圖像視覺
5、視景驅(qū)動軟件基于最新的實時三維虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具與圖形化的專用儀表設計工具開發(fā)研制
6、軟件實時生成動態(tài)連續(xù)的仿真圖像,并提供良好的人機交互界面
圖2
利用投影技術(shù)實現(xiàn)視景實時動態(tài)畫面的三維立體顯示與二維平面顯示
能較真實的模擬紅外傳感器與電視傳感器的成像
提供逼真的地形、場景和紋理
視景畫面的多通道顯示與切換
爆炸、尾焰、音響等特效的實現(xiàn)
良好的人機交互界面
系統(tǒng)擴展性強,靈活實現(xiàn)虛擬儀表、虛擬座艙以及二維態(tài)勢圖的顯示
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應用案例
1.系統(tǒng)在某綜合性能設計驗證實驗室中的應用
中國兵器某所采用三維視景仿真演示系統(tǒng)提供航彈攻擊目標的過程中三維動態(tài)顯示。視景系統(tǒng)通過以太網(wǎng)或光纖反射內(nèi)存網(wǎng)與實時仿真機相連接,在線接收仿真控制指令和仿真數(shù)據(jù),以驅(qū)動場景中航彈模型的運動。視景系統(tǒng)生成的三維圖像通過投影儀投到大屏幕進行顯示。
圖3
實現(xiàn)導彈從載機分離、飛行、攻擊全過程的三維視景顯示
實現(xiàn)導彈運動數(shù)據(jù)的動態(tài)文本顯示與可控舵面的動作顯示
實現(xiàn)視景系統(tǒng)中攻擊場景的俯視圖顯示及側(cè)視圖顯示
實現(xiàn)發(fā)動機環(huán)境音響、導彈飛行及爆炸音響
實現(xiàn)通信方式的選擇以及通信地址配置,支持導彈模型與載機模型的擴充
2. 虛擬儀表在某控制計算機測試驗證系統(tǒng)中的應用
航空某所建設基于動態(tài)模型激勵的測試方法,系統(tǒng)利用飛行手柄模擬飛行操縱,利用虛擬儀表模擬襟縫翼檔位及超控操作,支持對飛控的簡圖頁面顯示、襟縫翼位置的模態(tài)切換、飛行狀態(tài)信息和告警信息的顯示監(jiān)控、視景及二維態(tài)勢顯示等。
主要功能
實現(xiàn)飛機飛行虛擬操縱、襟縫翼控制
實現(xiàn)飛機座艙儀表虛擬仿真,如PFD、EICAS、MFD等
實現(xiàn)飛機飛行視景以及二維態(tài)勢顯示
實現(xiàn)各類視景及儀表信息的動態(tài)顯示
實現(xiàn)不同工作模態(tài)的切換顯示
實現(xiàn)完整且逼真的人在環(huán)試驗
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